Dane INFORMACYJNE

2. Dane INFORMACYJNE • Nazwa szkoły: • ZESPÓŁ SZKÓŁ MIEJSKICH NR 1 WAŁCZU • ID grupy: 98/82 • Opiekun: MARTA KAŁAMAJA • Kompetencja: • MATEMATYCZNO - FIZYCZNE • Temat projektowy: • GĘSTOŚC MATERII • Semestr/rok szkolny: • II/2009/2010

3. Wstęp • Bogactwo zjawisk przyrody tworzy różne postacie materii, która jest w ciągłym ruchu i ulega ciągłym przemianom. Żywa komórka, obłoki, światło, woda są różnymi formami materii. Właściwie każdą substancję można podzielić na mniejsze części, a te z kolei na jeszcze mniejsze. Na jak małe części moglibyśmy podzieli materię, gdybyśmy mieli odpowiednie narzędzia? Takie pytania stawiali sobie starożytni filozofowie. Jedni uważali, że materia ma budowę ciągłą i może by dzielona bez końca, inni uważali, że istnieje kres podziału. Tak miedzy innymi uważał Demokryt, który wprowadził pojęcie atomu, czyli najmniejszej porcji materii, której nie można już dzielic.

4. Wstęp cd. • Uważał on, że między atomami istnieją wolne przestrzenie. Materia przypomina, więc ogromną piaskownicę, wypełnioną ziarenkami piasku. Obecnie wiemy, że materia ma budowę ziarnistą. Składa się ona z różnych substancji, zbudowanych z cząsteczek i atomów. W XX wieku chemicy i fizycy poznali dokładnie budowę atomu. Okazało się, że składa się on z mniejszych elementów: jądra atomowego i otaczających je elektronów. Jądro atomowe zawiera w sobie protony i neutrony. Lata osiemdziesiąte XX wieku przyniosły nową hipotezę, że protony i neutrony składają się z jeszcze mniejszych elementów tzw. kwarków.

5. atom jądro proton neutron elektron kwark

6. Stany skupienia materii • Materia występuję w różnych stanach skupienia: • Stan stały • Stan ciekły • Stan gazowy

7. Stany skupienia materii • Przykładami ciał które mogą przyjmować każdy z trzech stanu są: • Woda • stan stały- lód • stan ciekły – woda np. zbiorniki wodne takie jak: jeziora, morza, itp. • stan gazowy - para

8. Stany skupienia materii • Żelazo • stan stały - to taki w jakim najczęściej widzimy • stan ciekły – żelazo występuję w tym stanie gdy ogrzejemy je do temperatury 1538°C • Rtęć • stan stały – występuje gdy oziębimy rtęć do temperatury -39°C • stan ciekły – występuje w warunkach normalnych np. w termometrach rtęciowych

9. Gęstość • Wszystkie ciała mają pewną masę i zajmują pewną objętość. Bardzo często obserwujemy zjawisko takie że ciała mają taką samą masę ale ich objętości się różnią lub też tak że ciała mają różne masy a takie same objętości. Dzieje się tak z bardzo prostego powodu każde ciał zbudowane jest z różnych substancji.

10. Gęstość • Gęstość jest jedną z najbardziej podstawowych wielkości charakteryzujących materię. Gęstość jest wielkością fizyczną, która określa stopień koncentracji materii. • Gęstość jest równa stosunkowi masy do jego objętości i wyraża się wzorem: d = m/V m – masa ciała (kg) V – objętość ciała (m³) d – gęstość (kg/m³)

11. Jednostka gęstości • Jednostką gęstości jest w międzynarodowym układzie SI wielkości mechanicznych: kg/m³ Inne jednostki to np.: g/cm³

12. Gęstość • Dla większości substancji, w miarę wzrostu temperatury, a także przy zmianie stanu skupienia z ciała stałego w ciecz i gaz, gęstość maleje. Te same substancje w stanie gazowym maja zdecydowanie mniejszą gęstość, niż w stanie ciekłym i stałym. Dzieje się tak, gdyż odległość między cząsteczkami w ciałach stałych są małe, w cieczach trochę większe, a w gazach jeszcze większe. Przykładem może tu być powietrze, które w temperaturze 20°C ma gęstość 1,2 kg/m³, a skroplone ma gęstość 960 kg/m³.

13. Tabele gęstości niektórych substancji(przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym) 1.GĘSTOŚC CIAŁ STAŁYCH

14. Gęstość ciał stałych(CIĄG DALSZY)

15. Gęstość ciał stałych(CIĄG DALSZY)

16. Gęstość ciał stałych(CIĄG DALSZY)

17. GĘSTOŚC CIAŁ STAŁYCH (CIĄG DALSZY)

18. Gęstość ciał ciekłych

19. Gęstość ciał gazowych

20. Gęstość ciał gazowych(CIĄG DALSZY)

21. Zadanie 1 • Porównaj masy sześcianów o takich samych objętościach, ale zbudowanych z różnego materiału. • Obliczmy objętość sześcianu: V=a³ V= (3cm)³ V=27cm³ a=3cm a=3cm a- długość krawędzi sześcianu Sześcian zbudowany z aluminium. Sześcian zbudowany ze srebra

22. Zadanie 1 cd. • Zamieniamy jednostki: 1cm = 0,01m 1cm³ = 0,000001m³ • A więc objętość sześcianu jest równa: 27* 0,000001m³=0,000027 m³ • Wyszukujemy w tabelach gęstość aluminium i złota. Gęstość aluminium= 2720 kg/m³ Gęstość złota= 19282 kg/m³

23. Zadanie 1 cd. • Korzystamy ze wzoru na gęstość: d=m/V • Przekształcamy powyższy wzór tak aby móc obliczyć masę sześcianów. d=m/V /*V d*V=m m=V*d

24. Zadanie 1 cd. • Podstawiamy wartości liczbowe do wzoru. Najpierw obliczamy masę sześcianu zbudowanego z aluminium (m1): m1= 0,000027 * 2720 m1= 0,07344 kg • Teraz obliczamy masę sześcianu zbudowanego ze złota (m2): m2= 0,000027 * 19282 m2= 0,520614 kg

25. Zadanie 1 cd. • Sprawdzenie jednostki: m=d*V kg = kg/m³ * m³ = kg • Porównujemy masy sześcianów: m1= 0,07344 kg m2= 0,520614 kg m1<m2 • Odp. Masa sześcianu zbudowanego ze złota jest większa od masy sześcianu z aluminium.

26. Zadanie 2 Naczynie napełniono całkowicie, wlewając 16 kg nafty. Jaką masę będzie miała rtęć, która wypełni to samo naczynie? • Dane: Szukane: m1 = 16kg – masa nafty m2 = ? d1= 810 kg/m³ - gęstość nafty d2 = 13546 kg/m³ - gęstość rtęci

27. Zadanie 2 cd. • ROZWIĄZANIE: • Objętość w obu przypadkach jest jednakowa (V1=V2), więc porównujemy je: d1=m1/V1 => V1=m1/d1 oraz V2=m2/d2 Z faktu, że V1=V2 otrzymujmy: m1/d1=m2/d2 • Przekształcamy wzór, korzystając z proporcji m1/d1=m2/d2 m1*d2= m2*d1 /:d1 m2= (m1*d2):d1

28. Zadanie 2 cd. • Podstawiamy wartości liczbowe: m2 = (16kg* 13546 kg/m³):810 kg/m³ m2 = 216736kg²/m³:810 kg/m³ m2 = 267,58kg • Odp. Masa rtęci wynosi 267,58 kg.

29. Zadanie 3 • Wyraź gęstość poniższych planet w kg/m³: • Ziemia – 5,43 g/cm³ • Mars – 3,94 g/cm³ • Saturn – 0,71 g/cm³

30. Zadanie 3 cd. • Rozwiązanie: • Zamieniamy jednostki: 1g=0,001kg 1cm³=0,000001m³ g/cm³=0,001kg/0,000001m³=1000kg/m³ 5,43*1000kg/m³=5430kg/m³=5,43*10³kg/m³ b) 3,94*1000kg/m³=3940kg/m³=3,94*10³kg/m³ c) 0,71*1000kg/m³=710kg/m³=7,1*10²kg/m³